[發明專利]一種基于注入電流式多場耦合的接地網故障診斷方法及裝置

有效

• 申請號: 201810062430.4
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108387817B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李艷紅;劉國強;夏正武;安慧林;宋佳祥;夏慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種基于注入電流式多場耦合的接地網故障診斷裝置，其特征在于，所述的接地網故障診斷裝置包括脈沖電流源、接地引下線注入端、聲傳感器陣列、聲信號接收電路和數據處理及故障診斷單元；故障診斷裝置置于接地網上方地面，其脈沖電流源的輸出端通過接地引下線注入端連接到接地網接地引下線，接地網接地引下線和位于地下的接地網連接；脈沖電流源發射的脈沖電流在接地網內流動并產生脈沖磁場，脈沖電流和脈沖磁場在接地網金屬中產生振動力聲源，力聲源激發聲信號；由多個聲傳感器布置在接地網上方地面組成的聲傳感器陣列接收接地網產生的聲信號，聲接收陣列的輸出端與聲信號接收電路的輸入端相連，聲信號接收電路對聲信號進行寬帶低噪聲放大、帶通濾波及模數轉換處理；聲信號接收電路的輸出端與數據處理及故障診斷單元相連接，根據接地網完好、腐蝕及斷裂情況下所檢測到聲波的差別來判斷接地網的腐蝕情況，提取異常信號，對接地網進行故障診斷；

所述脈沖電流源包括信號發生單元、信號放大單元、放電開關、儲能單元、放電匹配網絡和接地引下線注入端；信號發生單元的輸出端連接信號放大單元的輸入端，信號放大單元的輸出端連接放電開關的控制端，放電開關的輸出端連接儲能單元的輸入端，儲能單元的輸出端連接放電匹配網絡的輸入端，放電匹配網絡的輸出端連接接地引下線注入端的一端，接地引下線注入端的另一端連接接地網接地引下線；

所述聲信號接收電路包括寬帶低噪聲放大器、帶通濾波器和模數轉換單元；寬帶低噪聲放大器的輸入端連接聲傳感器陣列的輸出端，寬帶低噪聲放大器的輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端連接模數轉換電路的輸入端；聲傳感器陣列接收到的聲信號經過寬帶低噪聲放大器進行信號放大；寬頻低噪聲放大器的輸出端輸出信號至帶通濾波器，進行帶通濾波，帶通濾波器的輸出端輸出信號至模數轉換單元，模擬信號經模數轉換單元轉換成數字信號，輸送至數據處理及故障診斷單元；

所述數據處理及故障診斷單元包括處理器、信號異常提取模塊和接地網故障診斷模塊；處理器的輸出端與信號異常提取模塊的輸入端相連，信號異常提取模塊的輸出端與接地網故障診斷模塊的輸入端相連，由接地網故障診斷模塊最終輸出接地網的狀態；

所述接地網故障診斷裝置在地面不開挖的情況下，基于注入電流式多場耦合原理，向接地網注入脈沖電流，激勵激發脈沖電流及脈沖磁場，在脈沖電流和脈沖磁場共同作用下產生力聲源；力聲源產生聲信號，接收由力聲源所激發的聲信號，分析不同脈沖激勵參數、不同接地網結構和通過接地網不同狀態：包括完好、腐蝕、斷裂情況下的力聲源和聲傳播特性，根據振速、聲波在接地網導體、土壤、空氣的耦合特性，建立所檢測聲波信號與接地網狀態的對應關系，判斷接地網完好、腐蝕及斷裂狀態；并通過對異常聲信號的提取，實現對接地網狀態的評估。